KR101301348B1 - 버스바조립체 및 이를 포함하는 배터리모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리모듈에 적용되는 버스바조립체에 관한 것으로, 상기 버스바조립체는 사전에 정해진 연결 방향으로 각각 폴딩된 적층 셀들의 셀 리드들을 면착하기 위한 클립들; 및 상기 각 클립들 사이에 결합되어 상기 클립들 사이를 통전 또는 절연하기 위한 조인트바들;을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 본 발명은 사전에 셀 리드가 폴딩되어 있어 연결을 위한 별도의 폴딩작업을 생략할 수 있어 배터리모듈의 양산성을 향상할 수 있고, 또한 종래 레이저 용접에 의해 이루어지던 셀 리드 사이의 연결작업을 클립의 면착 및 조인트바의 결합에 의해 구현함으로써 종래 레이저 용접에 수반되는 카운터 바 등의 사용과 같은 추가공정을 배제할 수 있어 배터리모듈의 양산성을 높일 수 있다.

Description

버스바조립체 및 이를 포함하는 배터리모듈{Busbar assembly and battery module including the same}
본 발명은 버스바조립체 및 이를 포함하는 배터리모듈에 관한 것으로, 구체적으로는 셀들 간의 연결을 위한 버스바조립체 및 이를 포함하는 배터리모듈에 관한 것이다.
종래 배터리모듈의 버스바의 연결방식은 일반적으로 셀 리드의 폴딩 후 카운터 바를 이용하여 레이저 용접에 의해 접합되는 직렬 연결방식과 셀 리드가 버스바에 관통하여 폴딩 후 셀 리드와 버스바를 레이저 용접하는 병렬 연결방식이 있다.
종래 배터리모듈의 버스바의 병렬 연결방식은, 셀 리드가 버스바를 관통한 후 폴딩되고, 카운터 바를 이용하여 셀 리드 및 버스바를 레이저 용접하는 방식이다.
이와 같이 종래 배터리모듈의 버스바의 병렬 연결방식은 셀 리드가 버스바를 관통하는 공정과, 관통된 셀 리드를 버스바에 면착하기 위한 폴딩 공정이 어려워, 양산 적용이 어려운 문제를 가진다.
KR 10-2008-0102547 A, 2008. 11. 26, 도면 3
본 발명의 목적은 셀 리드가 버스바를 관통하는 공정 및 관통된 셀 리드의 폴딩 공정을 이용하지 않고 배터리모듈의 버스바의 연결이 가능하도록 버스바와 셀 리드의 용접방식 및 버스바의 구조를 개선함으로써 배터리모듈의 양산성을 높일 수 있는 버스바조립체 및 이를 포함하는 배터리모듈을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징은 버스바조립체에 관한 것으로, 본 버스바조립체는 사전에 정해진 연결 방향으로 각각 폴딩된 적층 셀들의 셀 리드들을 면착하기 위한 클립들; 및 상기 각 클립들 사이에 결합되어 상기 클립들 사이를 통전 또는 절연하기 위한 조인트바들;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 조인트바는 상기 클립들 사이를 통전하기 위한 통전 조인트바와 상기 클립들 사이를 절연하기 위한 절연 조인트바를 구비할 수 있다.
상기 적층 셀들을 구성하는 한 쌍 단위의 셀들 각각이 병렬로 연결되도록 상기 클립을 이용하여 상기 한 쌍 단위의 셀들의 셀 리드들을 면착하고, 상기 한 쌍 단위 셀들의 사이가 직렬 연결되도록 상기 통전 조인트바 및 상기 절연 조인트바를 교번하여 상기 클립들 사이에 결합할 수 있다.
여기서, 상기 병렬 연결된 한 쌍 단위의 셀들이 4쌍으로 이루어진 경우, 상기 클립의 개수는 8개이고, 상기 클립들 사이에 결합된 상기 통전 조인트바 및 절연 조인트바의 전체 개수는 6개로 마련될 수 있다.
상기 적층 셀들을 구성하는 한 쌍 단위의 셀들 각각이 직렬로 연결되도록 상기 클립을 이용하여 상기 한 쌍 단위의 셀들의 셀 리드들을 면착하고, 상기 한 쌍 단위 셀들의 사이가 직렬 연결되도록 상기 클립을 이용하여 면착하고 상기 절연 조인트바를 상기 클립들 사이에 결합할 수 있다.
상기 직렬 연결된 한 쌍 단위의 셀들이 4쌍으로 이루어진 경우, 상기 클립의 개수는 7개이고, 상기 클립들 사이에 결합된 상기 절연 조인트바의 개수는 5개로 마련될 수 있다.
상기 셀 리드와 상기 클립의 면착은 솔더 파우더의 융착에 의해 이루어질 수 있다. 여기서 상기 솔더 파우더의 융착은 열풍 히팅방식에 의해 수행될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 특징은 배터리모듈에 관한 것으로, 본 배터리모듈은 셀 리드들 각각이 사전에 정해진 연결 방향으로 폴딩된 적층 셀들; 및 상기 적층 셀들의 폴딩된 셀 리드들을 각각 면착하기 위한 클립들과, 상기 각 클립들 사이에 결합되어 상기 클립들 사이를 통전 또는 절연하기 위한 조인트바들을 구비하는 버스바조립체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 조인트바는 상기 클립들 사이를 통전하기 위한 통전 조인트바와 상기 클립들 사이를 절연하기 위한 절연 조인트바를 구비할 수 있다.
상기 적층 셀들을 구성하는 한 쌍 단위의 셀들 각각이 병렬로 연결되도록 상기 클립을 이용하여 상기 한 쌍 단위의 셀들의 셀 리드들을 면착하고, 상기 한 쌍 단위 셀들의 사이가 직렬 연결되도록 상기 통전 조인트바 및 상기 절연 조인트바를 선택적으로 상기 클립들 사이에 결합할 수 있다.
상기 적층 셀들을 구성하는 한 쌍 단위의 셀들 각각이 직렬로 연결되도록 상기 클립을 이용하여 상기 한 쌍 단위의 셀들의 셀 리드들을 면착하고, 상기 한 쌍 단위 셀들의 사이가 직렬 연결되도록 상기 클립을 이용하여 면착하고 상기 절연 조인트바를 상기 클립들 사이에 결합할 수 있다.
상기 셀 리드와 상기 클립의 면착은 솔더 파우더의 융착에 의해 이루어질 수 있다. 여기서 상기 솔더 파우더의 융착은 열풍 히팅방식에 의해 수행될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 버스바조립체 및 이를 포함하는 배터리모듈은 사전에 셀 리드가 폴딩되어 있어 연결을 위한 별도의 폴딩작업을 생략할 수 있어 배터리모듈의 양산성을 향상할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 버스바조립체 및 이를 포함하는 배터리모듈은 종래 레이저 용접에 의해 이루어지던 셀 리드 사이의 연결작업을 클립의 면착 및 조인트바의 결합에 의해 구현함으로써 종래 레이저 용접에 수반되는 카운터 바 등의 사용과 같은 추가공정을 배제할 수 있어 배터리모듈의 양산성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리모듈의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 버스바조립체의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 버스바조립체의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통전 조인트바의 정배면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 조인트바의 정배면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리모듈의 평면도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 버스바조립체 및 이를 포함하는 배터리모듈에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리모듈의 평면도이다. 도 1을 참조하면, 배터리모듈(100)은 적층 셀(110)들 및 이의 양측에 배치되는 버스바조립체(120)로 이루어질 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 적층 셀(110)들은 총 8개의 셀로 이루어지며, 한 쌍의 셀들끼리 병렬로 연결되도록 셀 리드(112)들은 한 쌍의 셀들끼리 서로 겹치도록 폴딩된다.
버스바조립체(120)는 사전에 정해진 배터리모듈(100)의 규격에 대응하여 적층 셀(110)들의 양측에 대응하여 마련된다. 즉 본 실시예에 따른 버스바조립체(120)는 한 쌍의 단위의 셀들 4개가 각각 병렬로 연결되고, 이들 4쌍의 셀들이 다시 직렬로 연결된 배터리모듈(100)을 구현하도록 마련될 수 있다.
이하에서 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 버스바조립체(120)에 대해 구체적으로 설명한다. 여기서는 도 1의 우측에 도시된 버스바조립체(120)를 기준으로 설명한다.
버스바조립체(120)는 적층 셀(110)들의 폴딩된 셀 리드(112)들을 각각 면착하기 위한 클립(122)들과, 각 클립(122)들 사이에 결합되어 클립(122)들 사이를 통전 또는 절연하기 위한 조인트바(124)들을 구비한다. 여기서 셀 리드(112)와 클립(122)의 면착은 솔더 파우더의 융착에 의해 이루어 질 수 있으며, 이에 의해 셀 리드(112)와 클립(122)간의 접촉저항이 최소화될 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 버스바조립체(120)는 사전에 셀 리드(112)가 폴딩되어 있어 연결을 위한 별도의 폴딩작업이 필요하지 않고, 종래 레이저 용접에 의해 이루어지던 셀 리드 사이의 연결작업을 클립(122)의 면착 및 조인트바(124)의 결합에 의해 구현할 수 있어 종래 레이저 용접에 수반되는 카운터 바 등의 사용과 같은 추가공정을 배제할 수 있다.
조인트바(124)는 클립(122)들 사이를 통전하기 위한 통전 조인트바(1242)와 클립들 사이를 절연하기 위한 절연 조인트바(1244)로 구분될 수 있으며, 사전에 정해진 배터리모듈의 규격에 대응하여 선택적으로 클립(122)들 사이에 결합된다.
예를 들면, 통전 조인트바(1242)는 도 1의 우측 버스바조립체(120)의 위에서 2번째 및 3번째 클립(122)들 사이에 결합되고, 도 1의 좌측 버스바조립체(120)의 위에서 1번째 및 2번째 클립(122)들 사이와 3번째 및 4번째 클립(122)들 사이에 결합된다.
절연 조인트바(1244)는 도 1의 좌측 버스바조립체(120)의 위에서 2번째 및 3번째 클립(122)들 사이에 결합되고, 도 1의 우측 버스바조립체(120)의 위에서 1번째 및 2번째 클립(122)들 사이와 3번째 및 4번째 클립(122)들 사이에 결합된다.
통전 조인트바(1242) 및 절연 조인트바(1244)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 각각 배면에 구리와 같은 통전체(1242-2) 및 플라스틱과 같은 절연체(1244-1)를 구비하고 있다.
이하에서는 도 6을 참조하여 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리모듈(200)에 대해 설명한다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 배터리모듈(200)은 총 8개의 적층 셀(212) 및 이의 양측에 각각 배치되는 버스바조립체(220)로 이루어질 수 있다.
적층 셀(210)들은, 도 6에 도시된 바와 같이, 좌측의 경우 한 쌍의 셀들끼리 직렬로 연결되도록 셀 리드(212)들이 서로 겹치도록 폴딩되고, 우측의 경우 이웃하는 한 쌍의 셀들간 직렬로 연결되도록 다른 극성의 셀 리드(212)들이 서로 겹치도록 폴딩된다.
본 실시예에 따른 버스바조립체(220)는 한 쌍의 단위의 셀들 4개가 직렬로 연결되고, 이들 4쌍의 셀들이 다시 직렬로 연결된 배터리모듈(200)을 구현하도록 마련될 수 있다.
즉 버스바조립체(220)는 적층 셀(210)들의 폴딩된 셀 리드(212)들을 각각 면착하기 위한 클립(222)들과, 각 클립(222)들 사이에 결합되어 클립(222)들 사이를 통전 또는 절연하기 위한 조인트바(224)들을 구비한다. 추가적으로 클립(222)과 셀 리드(212)의 면착은 솔더 파우더의 융착에 의해 이루어질 수 있다. 이에 의해 셀 리드(212)와 클립(222)간의 접촉저항을 최소화할 수 있다.
예를 들면, 클립(222)은, 도 6의 좌측 버스바조립체(220)와 같이 한 쌍의 셀들간을 직렬연결하기 위해 결합되고, 도 6의 우측 버스바조립체(200)와 같이 이웃하는 한 쌍의 셀들을 사이를 직렬로 연결하기 위해 이웃하는 한 쌍 단위의 셀들 사이에 배치된다.
본 실시예에 따른 버스바조립체(220)는 절연 조인트바(224) 만을 사용하여 구현될 수 있다. 즉 도 6의 좌측 버스바조립체(220) 및 우측 버스바조립체(220)의 모든 클립(222)들 사이에는 절연 조인트바(224)가 결합된다.
본 발명에 따른 버스바조립체의 구조는 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 제조하고자 하는 배터리모듈의 규격에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
100, 200: 배터리모듈
110, 210: 적층 셀
112, 212: 셀 리드
120, 220: 버스바조립체
122, 222: 클립
124, 224: 조인트바
1242: 통전 조인트바
1242-2: 통전체
1244: 절연 조인트바
1244-1: 절연체

Claims (16)

  1. 삭제
  2. 사전에 정해진 연결 방향으로 각각 폴딩된 적층 셀들의 셀 리드들을 면착하기 위한 클립들; 및
    상기 각 클립들 사이에 결합되어 상기 클립들 사이를 통전 또는 절연하기 위한 조인트바들;을 포함하되,
    상기 조인트바는 상기 클립들 사이를 통전하기 위한 통전 조인트바와 상기 클립들 사이를 절연하기 위한 절연 조인트바를 구비하는 것을 특징으로 하는 버스바조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적층 셀들을 구성하는 한 쌍 단위의 셀들 각각이 병렬로 연결되도록 상기 클립을 이용하여 상기 한 쌍 단위의 셀들의 셀 리드들을 면착하고, 상기 한 쌍 단위 셀들의 사이가 직렬 연결되도록 상기 통전 조인트바 및 상기 절연 조인트바 를 교번하여 상기 클립들 사이에 결합하는 것을 특징으로 하는 버스바조립체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 병렬 연결된 한 쌍 단위의 셀들이 4쌍으로 이루어진 경우, 상기 클립의 개수는 8개이고, 상기 클립들 사이에 결합된 상기 통전 조인트바 및 절연 조인트바의 전체 개수는 6개인 것을 특징으로 하는 버스바조립체.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 적층 셀들을 구성하는 한 쌍 단위의 셀들 각각이 직렬로 연결되도록 상기 클립을 이용하여 상기 한 쌍 단위의 셀들의 셀 리드들을 면착하고, 상기 한 쌍 단위 셀들의 사이가 직렬 연결되도록 상기 클립을 이용하여 면착하고 상기 절연 조인트바를 상기 클립들 사이에 결합하는 것을 특징으로 하는 버스바조립체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 직렬 연결된 한 쌍 단위의 셀들이 4쌍으로 이루어진 경우, 상기 클립의 개수는 7개이고, 상기 클립들 사이에 결합된 상기 절연 조인트바의 개수는 5개인 것을 특징으로 하는 버스바조립체.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 셀 리드와 상기 클립의 면착은 솔더 파우더의 융착에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 버스바조립체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 솔더 파우더의 융착은 열풍 히팅방식에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 버스바조립체.
  9. 삭제
  10. 셀 리드들 각각이 사전에 정해진 연결 방향으로 폴딩된 적층 셀들; 및
    상기 적층 셀들의 폴딩된 셀 리드들을 각각 면착하기 위한 클립들과, 상기 각 클립들 사이에 결합되어 상기 클립들 사이를 통전 또는 절연하기 위한 조인트바들을 구비하는 버스바조립체;를 포함하되,
    상기 조인트바는 상기 클립들 사이를 통전하기 위한 통전 조인트바와 상기 클립들 사이를 절연하기 위한 절연 조인트바를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 적층 셀들을 구성하는 한 쌍 단위의 셀들 각각이 병렬로 연결되도록 상기 클립을 이용하여 상기 한 쌍 단위의 셀들의 셀 리드들을 면착하고, 상기 한 쌍 단위 셀들의 사이가 직렬 연결되도록 상기 통전 조인트바 및 상기 절연 조인트바를 교번하여 상기 클립들 사이에 결합하는 것을 특징으로 하는 배터리모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 병렬 연결된 한 쌍 단위의 셀들이 4쌍으로 이루어진 경우, 상기 클립의 개수는 8개이고, 상기 클립들 사이에 결합된 상기 통전 조인트바 및 절연 조인트바의 전체 개수는 6개인 것을 특징으로 하는 배터리모듈.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 적층 셀들을 구성하는 한 쌍 단위의 셀들 각각이 직렬로 연결되도록 상기 클립을 이용하여 상기 한 쌍 단위의 셀들의 셀 리드들을 면착하고, 상기 한 쌍 단위 셀들의 사이가 직렬 연결되도록 상기 클립을 이용하여 면착하고 상기 절연 조인트바를 상기 클립들 사이에 결합하는 것을 특징으로 하는 배터리모듈.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 직렬 연결된 한 쌍 단위의 셀들이 4쌍으로 이루어진 경우, 상기 클립의 개수는 7개이고, 상기 클립들 사이에 결합된 상기 절연 조인트바의 개수는 5개인 것을 특징으로 하는 배터리모듈.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 셀 리드와 상기 클립의 면착은 솔더 파우더의 융착에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 솔더 파우더의 융착은 열풍 히팅방식에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 배터리모듈.
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